基于功率及频率波动相位的强迫扰动源定位

为了实现电网强迫扰动源的准确快速定位,基于广域测量系统提出一种比较有功功率波动及电压频率波动之间的相位关系来实现扰动源在线监测定位的方法。如果扰动源位于发电机上,则发电机角频率的波动相位超前于输出电气功率的波动相位且相位差小于90°。在此基础上,根据能量函数及扰动传播对网络中的支路进行分析,如果支路有功功率波动及电压频率波动的相位差的绝对值小于90°,则支路上振荡能量流向与有功方向一致,据此可实现电网扰动源的定位。采用TLS-ESPRIT算法能够直接获取系统稳态时的波动相位,无需判断振荡进入稳态阶段的时间点,且能够消除瞬态分量以及异常数据的影响。实际算例验证了所提方法的可行性及有效性。     

机组引发低频振荡的传播特性分析及定位研究

发电机组引发的低频振荡在电网中频繁发生,针对均匀链式系统,推导了机组引发的低频功率振荡在电网中的传播特性。振荡源所在机组的功率波动相位最超前,距离振荡源电气距离越远机组功率波动相位越滞后。在此基础上,提出应用广域测量系统(WAMS)的实测数据分析发电机电磁功率波动的相位关系来进行低频振荡源的快速准确定位。时域仿真和电网实测数据分析结果,验证了低频振荡传播特性分析的正确性以及低频振荡源定位方法的可行性。     

基于振荡相位差的低频振荡扰动源定位方法

如何快速准确地定位扰动源是低频振荡监测与控制的重要问题。分析了扰动源影响网内机组的机理,提出了一种基于振荡相位差的低频振荡扰动源定位方法。首先利用经验模态分解提取主导振荡模式的电气量数据,再经希尔伯特变换计算出具有物理意义的振荡相位,最后通过计算振荡相位差描述两点整体的振荡相位关系。根据网络信息判据可以追溯扰动源的方位,根据电厂就地信息判据可以排查具体的扰动源机组。方法原理清晰,只需一种电气量参与计算。利用华中电网实际系统进行了仿真验证,表明方法具有较好的适用性。     

一起由于电厂调速系统造成电网低频振荡的案例分析

介绍了一起由于电厂一次调频存在问题导致电网出现振荡的振荡扰动源定位及分析案例。通过PSASP仿真程序判断振荡的类型,利用支路能量割集法和基于WAMS的机组机械功率与电气功率波动相位关系法对扰动源进行精准定位,进一步分析研究实现机组控制系统级振荡源的定位。经实例证明,对电力系统分析定位类似事故提供了依据及方法。     

基于相关性分析的频率振荡扰动源定位方法研究

当电力系统发生与调频控制过程强相关的频率振荡时,调度员应快速找到对频率波动起负阻尼作用的机组,并采取措施平息波动。本文对超低频的频率振荡引发原因与特性进行分析,基于振荡过程中系统频率与机组出力的特点提出了一种在线扰动源定位模型,并采用相关性分析方法对负阻尼机组实现定位。通过区域电网中的实测数据,验证了本文提出的扰动源机组定位方法的有效性,为调度员快速定位扰动源提供了一种有效手段。     

基于割集能量及灵敏度的强迫功率振荡扰动源识别

电力系统中持续周期性的小扰动可能引起联络线大幅度强迫功率振荡,扰动源很难发现和捕捉。提出基于割集能量及灵敏度的强迫功率振荡扰动源识别方法。该方法基于强迫功率振荡的能量转换特性提出割集能量的概念,根据割集能量的流向进行扰动源识别,并通过割集能量对发电机有功出力的归一化灵敏度分析确定出关键控制机组。8机系统算例和华中电网算例均验证了该方法的正确性和实用性。割集能量法可借助广域测量系统提供的网络动态信息在线识别强迫功率振荡扰动源所在的割集,适用于广域系统中原动机功率扰动和负荷扰动下强迫功率振荡扰动源的准确定位。     

基于观测器信号灵敏度差异化设计的强迫振荡扰动源定位

强迫振荡主要由发电机侧的扰动源引起,解决强迫振荡的根本途径为定位扰动源发电机并切除.文中提出基于观测器信号的灵敏度差异化设计法进行扰动源定位,利用广义KYP引理并根据传递函数矩阵的H-/H∞范数特性,给出观测器残差信号对发电机内、外扰动源满足不同灵敏度分配的不等式约束.通过线性矩阵不等式合理优化和搜寻观测器的反馈矩阵,使得观测器残差信号对发电机内部扰动源在有较高灵敏度的同时,对发电机外部的来自电网的强迫振荡不灵敏(解耦),从而根据不同发电机的观测器残差的频谱定位扰动源发电机.10机39节点系统算例和华北电网算例验证了定位方法的有效性、直观性和鲁棒性.     

一种基于功率谱密度的发电机机械功率扰动源定位方法

强迫振荡通常是由发电机的机械功率受到周期性扰动引起的低频振荡。解决强迫振荡问题的关键是准确定位扰动源的位置并消除扰动源。提出了一种基于功率谱密度的发电机机械功率扰动源定位方法。该方法推导了扰动源到发电机有功功率的传递函数和发电机有功功率的功率谱密度的解析关系。利用上述解析关系可以对每一台发电机进行逐一判断,定位扰动源的位置。10机39节点算例证明了扰动源定位方法的有效性与可行性。     

基于能量机理的强迫功率振荡特性分析

使用能量函数法可以有效定位强迫功率振荡的扰动源。基于传统理论方法的能量函数,只能反映势能在电力系统中的传播和分布特性,无法说明扰动源发电机如何产生向外输出的势能。从发电机功角特性公式出发,考虑更多变量的影响,对能量函数重新进行推导,分析了扰动源发电机和非扰动源发电机相关变量的幅值相角关系,提出了一种能够解释扰动源发电机如何产生向外输出的势能及非扰动源发电机不产生向外输出势能的分析方法。在多母线双机对称系统上对提出的方法进行了仿真,分析了势能恒定分量在发电机、变压器和输电线路上的分布特性。仿真结果验证了所提分析方法的有效性。     

负荷波动对强迫振荡扰动源定位的影响

持续的周期性小扰动容易引发电力系统的强迫功率振荡,因此准确定位扰动源对提高电网的稳定性具有重要意义。基于此,本文在能量函数法的基础上研究了负荷波动对扰动源定位的影响。在单机无穷大模型基础上推导了计及持续增长负荷的能量函数表达式,并以四机两区系统进行验证,研究结果表明,负荷增加、减小都会影响系统势能的分布,势能变化为正的机组有可能变负,从而影响扰动源定位的准确性;负荷波动对扰动源定位的影响取决于负荷波动导致能量消耗的大小;负荷节点与扰动源所在机组的电气距离越近,负荷变动对扰动源定位产生的影响越大。     

基于振荡能量的低频振荡分析与振荡源定位:（二）振荡源定位方法与算例

系统的总能量与振幅对应,产生能量的元件对振荡衰减的贡献为负,可认为是振荡源。负阻尼发电机以及外施周期性扰动所在元件都会产生能量,文中推导了发电机上外施扰动产生能量的表达式。根据网络中的能量流,找到产生振荡能量的能量源,能量源就是振荡源。在振荡源处采取控制措施可有效抑制振荡。在分析网络中的能量源以及能量流动的基础上,提出了利用电网中的振荡能量流定位振荡源的方法。该方法只需要广域测量信息,可在线应用。仿真结果以及实际电网振荡事故分析的结果验证了该方法的有效性。     

风电功率波动引发的强迫振荡扰动源定位方法

电力系统中的强迫功率振荡有可能引发大范围的功率波动。风电等新能源接入电网时,其输出功率的波动具有随机性,当该功率波动导致系统中发生强迫振荡时,振荡同样会呈现随机特征,难以对扰动源进行定位。文中提出一种对风电引发的强迫振荡扰动源定位的方法,该方法利用振荡的双谱获取中心频率,并通过小波变换得到振荡中心频率处的初始相位,据此可通过能量函数对扰动源进行定位。实际算例验证了所提方法的可行性及有效性。     

基于小波分析的电能扰动研究

为了有效准确地对电力系统的各种扰动源进行准确的定位,文章提出了一种基于小波分解的电能扰动在线监控理论。分别分析了小波分析的基本原理、MALLT以及小波变换模极大值理论。重点对小波降噪处理和模值极大理论在扰动检测中的应用进行了分析。该方法利用小波细节信号对信号的突变十分敏感的特点,当电网出现干扰时,电压信号必定出现异常波动,反映在小波分析上就是细节信号出现模极大值。在此基础上通过MATLAB编程对常见的几种扰动源进行了仿真分析,最后对实验数据进行了降噪和小波分解。通过实验仿真分析可以看到:小波变换理论对常见的几种扰动源能够进行很好的检测与定位,是一种可靠高效的电能扰动定位方法。     

水轮发电机组局部放电在线监测新技术

西安交大科技园博源电气有限责任公司研制的BYG-II 型发电机局部放电在线监测系统在长江电力股份有限公司近期举行的葛洲坝二江电厂的“数字发电综合状态监测——PD 在线监测”子项目招标中一举中标,在国内外众多竞争对手中脱颖而出,显示了其依托于电力设备电气绝缘国家重点实验室的雄厚技术实力。该系统基于超高频测量的双耦合器时延鉴别的软件辅助抗干扰技术(发明专利),模拟滤波、数字滤波、动态阈值、开任意窗口等综合抗干扰技术,测量放电信号幅值50mV-5V,频带范围:10MHz-100MHz;放电脉冲时间分辨率小于10μs;相位分辨率0.18°;能…     

基于多种在线监测装置的次同步振荡研究与分析

近几年,随着新能源机组以及特高压直流和多FACTS设备的集中接入,电网中扰动源不断增加,次同步振荡经常发生,严重影响电网安全稳定运行。由于电力电子器件的使用率不断增加,对次同步振荡问题的准确分析,以及扰动源的精确定位难度较大。目前,对于次同步振荡问题的分析,需要依赖在线监测装置定位次同步振荡扰动源,达到准确研判的目的。本文针对PCS-987T和CSC-853以及PMU(同步向量测量)三套在线监测装置进行对比,分析三种监测装置对次同步振荡问题的敏感程度,并针对新疆某地区次同步振荡实例进行分析,提出三种在线监测装置相应的改进措施和建议。     

基于参数辨识的强迫功率振荡扰动源定位方法

基于对广域测量系统量测数据参数的辨识,提出一种实现电网强迫功率振荡扰动源位置判断的方法。根据强迫振荡的能量函数,推导出基于参数辨识的扰动源定位方法,并根据理论分析指出该方法能够适用于振荡的稳态和瞬态阶段。通过对实际振荡案例分析,验证了所述方法的正确性和可行性。理论和实际分析结果表明,该方法能够快速判断强迫功率振荡扰动源的位置,易于实现在线计算。     

调速系统异常引发低频振荡实例及机理分析

对某火电厂汽轮发电机组发生的有功功率低频振荡事件进行了分析研究,通过广域测量系统(WAMS)记录的振荡波形进行了Prony分析并基于能量函数方法进行扰动源定位分析,认为低频振荡属于强迫振荡,与机组调速系统密切相关。本次低频振荡的原因是发电厂调速系统的逻辑控制参数设计不合理以及汽轮机调门的非线性漂移。为防止该类低频振荡的发生,需要合理设置调速系统参数,加强发电机网源协调管理。     

环状多源配电网中考虑扰动源定位的PQM优化配置

兼顾网络化电能质量监测系统(NPQMS)构建成本和电能质量扰动源(PQDS)定位需求,提出了一种适用于环状多源配电网络的电能质量监测器(PQM)优化配置方法。通过分析环状多源配电网络拓扑结构特点,定义了系统结构信息描述矩阵、PQM配置一般性准则以及对应于不同属性端点的权重因子,建立PQM优化配置模型,并通过监测可观矩阵检验系统模糊度,筛选出最优的PQM配置方案。与通用PQDS定位方法中拓扑结构正方向的匹配性定义,保证了基于PQM优化配置结果实现PQDS精确定位的可行性,且可为采用阶段式NPQMS构建方案提供PQM最优配置决策依据。以IEEE-14节点环状多源配电系统为例,验证了所提PQM优化配置方法的可行性和有效性。     

基于信度融合和滑模控制的暂态电压扰动源容错性定位

提出了一种基于信度融合和滑模控制的含分布式电源(DG)智能配电网中实现暂态电压扰动源(TVDS)容错性自动定位方法。在基于网络化电能质量监测系统平台的TVDS容错性自动定位系统框架下,对其中关键功能模块的实现原理进行详细分析,包括基于电能质量监测点优化布置的电能质量动态状态估计、扰动方向判定信度影响因素分析及信度融合、DG接入对扰动方向判定影响规律分析与归纳。然后,提出一种基于滑模控制的TVDS容错性定位算法,实现综合考虑了扰动方向融合信度、DG接入方向误判校正的TVDS容错性自动定位。最后,通过IEEE 34节点含DG配电网络算例,分析验证了所提TVDS容错性定位方法的可行性和有效性。     

基于Hamilton实现的电力系统振荡源设备级定位

功率振荡问题威胁着电力传输的安全,在线振荡源定位有助于采取针对性措施以平息振荡。目前,区域级和机组级的定位方法已经可以判别振荡源所在的区域或发电机组,但还有必要进一步深入到发电机内部判断振荡源所在控制设备。文中基于Hamilton实现对发电机内部的能量结构进行分析,将发电机注入电力网络的暂态能量拆分为与调速系统和励磁系统分别相对应的2个分量,以这2个能量分量作为判定振荡源所在控制设备的指标。对单机无穷大系统和IEEE 39节点系统的仿真证明了文中所述方法的正确性和有效性。由于文中所提出的方法只需要本地母线的网络量测,因此既可在控制中心在线应用,也可在厂站端实现分散化监测。